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RFID与数据传输方式

2024-05-28 15:28:40

 

RFID的数据传输方式主要有三种,如图1-6所示。

图1-6 RFID数据传输方式

这三种方式为:电容耦合(Capacitive Coupling)、电感耦合(Inductive Coupling)、电磁场传播(EM-WavePropagation)。

 

(1)        电容耦合

 

这种方式是利用电容的电场变化原理来进行数据传输的,但是这种方式的局限性很强。首先,Reader和Tag天线之间的距离要非常近,这样才有电容效应,Reader电压的变化才能使Tag识别到;其次需要Reader和Tag天线面积很大,这样才能提供足够的传输能量。由于电容耦合技术弊端非常多,现在已经很难看得到这样的应用了。

 

(2)        电感耦合

 

这种技术是现在最常见的RFID传输技术之一,使用广泛、方法简单,即Reader天线和Tag天线都是闭合线圈,根据之间的电感耦合进行传输。根据谐振频率、匹配不同以及两个天线之间的距离,可以计算出两个天线之间的耦合系数(在不考虑谐振匹配的情况下距离越近,线圈的匝数越多其耦合系数越高)。Reader在传输数据的同时,能量也可以传输给Tag。此种电感耦合的工作方式,一般都是近距离(Near Filed)通信技术。正常情况下Tag的工作距离为10厘米左右,只有非常特殊的情况下可以工作到1米左右的距离,如15693协议(13.56MHz)下在门型天线的工作环境中可以实现中距离的标签读取。电感耦合的传输方式使用于各种频率,包括从低频到超高频的所有频率。这里重点说一下,在UHF超高频的应用中,有许多环境中需要近场的应用,最简单的实现方式就是用近场的Reader天线配合近场的标签天线,在后面的应用中我们会着重介绍近场的RFID方案。

(3)        电磁波传播

 

电磁波传播也分两种模式,一种是利用反向散射电磁波传播(EM-Wave propagation back-scattering)技术,另外一种是主动收发技术(Bidirectional EM propagation)。这两种技术都是利用电磁波的传播,都可以远距离工作,一般工作距离都可以超过3m,最远可以到达几十米或者上百米。其中反向散射技术多应用于无源超高频技术,其特点是标签为无源,其能量从阅读器辐射的电磁波中获得。当标签对阅读器进行通信时,阅读器不能停止工作,要不停地向标签发射射频载波(RF Continue Waves),标签通过调制并反射阅读器的射频载波使阅读器接收到标签发射的数据。这种利用反向散射技术的无源RFID技术一般标签成本最低,工作距离大概8米左右,只有在非常特殊的环境中可以达到20米左右(如在车辆交通管理中,使用超标发射的大天线可以达到20米左右的距离)。主动发射或者双工发射的技术主要用于有源标签的应用中,其特点是每一个标签都是一个有源的收发器,其能量不来自阅读器而来源于自身携带的电池。当阅读器发出命令后,标签主动发出应答。该技术有较远的通信距离,读取稳定性强,但是价格贵且由于电池的原因寿命短,同样由于电池的原因其高低温环境的要求很高。常用的工作频率有433MHz、800-900MHz、2.4GHz、5.8GHz。

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